JP4948777B2 - Optical communication module - Google Patents
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Description
本発明は、たとえば赤外線を用いたデータ通信に用いられる光通信モジュールに関する。 The present invention relates to an optical communication module used for example in data communication using infrared rays.
発光素子および受光素子を備えることにより双方向通信が可能とされた光通信モジュールとしては、たとえばIrDA準拠の赤外線データ通信モジュールがある。このような赤外線データ通信モジュールは、ノートパソコン、携帯電話、電子手帳などに普及している。 As an optical communication module capable of bidirectional communication by including a light emitting element and a light receiving element, for example, there is an IrDA compliant infrared data communication module. Such infrared data communication modules are widely used in notebook computers, mobile phones, electronic notebooks, and the like.
この種の従来の赤外線データ通信モジュールの一例を図14に示す。この赤外線データ通信モジュールXは、基板91と、基板91に搭載された発光素子92と、レンズ部を有する樹脂パッケージ93とを備えている。基板91には、凹部91aが形成されており、この底面に発光素子92が搭載されている。発光素子92は、図中上方および側方に赤外線を発光可能に構成されている。凹部91aの内面を金属のメッキによって覆えば、この内面を比較的反射率の高い反射面とすることができる。これにより、発光素子92から図中側方に進行する光を上記内面により反射させて図中上方へと向かわせることが可能である。このように、赤外線データ通信モジュールXにおいては、出射する赤外線の光量を大きくすることにより、データ通信の確実化が図られている。
An example of this type of conventional infrared data communication module is shown in FIG. The infrared data communication module X includes a
しかしながら、近年赤外線データ通信モジュールXには、IrDA準拠のデータ通信用途のほかに、テレビなどの電化製品を操作するためのリモコン用途にも使用したいというニーズが大きくなっている。リモコン用途の場合には、データ通信用途と比べて赤外線を照射すべき対象である上記電化製品との距離が格段に長くなる。これに対応するには、発光素子92から出射する赤外線の光量を増加させる必要がある。発光素子92の光量増加を図る方策としては、高出力化を目的とした電力供給の大電流化がある。この大電流化においては、たとえばデータ通信用途の場合には発光素子92に供給される電流が数十mA程度であるのに対し、リモコン用途の場合には200mA程度の電流を流すことが必要である。このような大電流化を図ると、発光素子92からの発熱量が大きくなる。しかし、基板91および樹脂パッケージ93は、一般に熱伝導率が小さい。このため、発光素子92から生じる熱を赤外線データ通信モジュールX外へと適切に放散することが困難である。このようなことでは、赤外線データ通信モジュールXが不当に高温となるおそれがある。したがって、赤外線データ通信モジュールXは、リモコン用途を実現するための高出力化に十分に対応できないという問題があった。
However, in recent years, there is an increasing need for the infrared data communication module X to be used not only for IrDA-compliant data communication but also for remote control for operating electrical appliances such as televisions. In the case of a remote control application, the distance from the electrical appliance that is the object to be irradiated with infrared rays is significantly longer than that in a data communication application. In order to cope with this, it is necessary to increase the amount of infrared light emitted from the
本発明は、上記した事情のもとで考え出されたものであって、放熱性を高めて発光素子の高出力化に対応することにより、リモコン用途などに使用することが可能な光通信モジュールを提供することをその課題とする。 The present invention has been conceived under the circumstances described above, and is an optical communication module that can be used for remote control applications and the like by increasing heat dissipation and supporting higher output of light emitting elements. The challenge is to provide the
上記課題を解決するため、本発明では、次の技術的手段を講じている。 In order to solve the above problems, the present invention takes the following technical means.
本発明によって提供される光通信モジュールは、表面に開口する凹部が形成された基板と、少なくとも上記凹部の底面を覆うように形成されたボンディング用導体層と、上記ボンディング用導体層上に搭載された発光素子と、を備える光通信モジュールであって、上記基板は、上記凹部の開口部を有する第1層と、上記第1層に対して上記開口部とは反対側に積層された第2層とを含む積層基板であり、上記第1層および第2層に挟まれており、かつ上記ボンディング用導体層と繋がる放熱用導体層をさらに備えているとともに、上記凹部は、上記第1層および上記放熱用導体層を貫通しており、かつその底面が上記第2層内に位置しているとともに、上記凹部の内側面のうち上記第1層に形成された部分と上記第2層に形成された部分とは互いに連続となっており、上記放熱用導体層は、上記ボンディング用導体層を避けた領域にパターン形成されており、かつその外周が接着剤によって囲まれており、上記発光素子を覆うとともに、上記発光素子の正面に位置するレンズ部を有する樹脂パッケージを備えており、上記第2層のうち上記放熱用導体層が形成された面から上記基板のうち上記凹部の開口部とは反対側の面にいたるスルーホールが形成されており、かつ、このスルーホールの内面には、上記放熱用導体層に繋がるスルーホール導体層が形成されており、上記基板のうち上記凹部の開口部とは反対側の面には、上記スルーホール導体層と繋がる追加の放熱用導体層がさらに形成されており、上記基板の側面には、厚さ方向に延びる溝部が形成されており、上記溝部には、上記ボンディング用導体層および上記追加の放熱用導体層の双方に繋がる溝部導体層が形成されていることを特徴としている。 An optical communication module provided by the present invention is mounted on a substrate having a recess formed on the surface thereof, a bonding conductor layer formed so as to cover at least the bottom surface of the recess, and the bonding conductor layer. The substrate includes a first layer having an opening of the recess, and a second layer laminated on the opposite side of the opening with respect to the first layer. A laminated substrate including a layer, further comprising a heat-dissipating conductor layer sandwiched between the first layer and the second layer and connected to the bonding conductor layer, and the concave portion includes the first layer. And the bottom surface of the heat-dissipating conductor layer is located in the second layer, and the portion of the inner surface of the recess formed in the first layer and the second layer What is the formed part? The heat dissipating conductor layer is patterned in a region avoiding the bonding conductor layer, and its outer periphery is surrounded by an adhesive, covering the light emitting element, A resin package having a lens portion located in front of the light-emitting element; and a surface of the second layer opposite to the opening of the concave portion from the surface on which the heat-dissipating conductor layer is formed. A through-hole leading to the surface is formed, and a through-hole conductor layer connected to the heat-dissipating conductor layer is formed on the inner surface of the through-hole, and is opposite to the opening of the concave portion of the substrate An additional heat radiation conductor layer connected to the through-hole conductor layer is further formed on the side surface, and a groove portion extending in the thickness direction is formed on the side surface of the substrate. It is characterized in that the bonding conductor layer and the groove conductor layer connected to both said additional radiating conductor layer is formed.
このような構成によれば、上記発光素子への通電により発生した熱を適切に放散させることができる。すなわち、上記発光素子に生じた熱のほとんどは、比較的熱伝導率の大きい上記ボンディング用導体層へと伝わる。上記ボンディング用導体層は、上記放熱用導体層と繋がっているため、上記熱は上記ボンディング用導体層から上記放熱用導体層へと伝わっていく。これにより、上記発光素子の周囲に上記熱がこもってしまうことを回避し、上記光通信モジュールが過度に高温となってしまうことを防止することができる。したがって、上記発光素子への電力供給について大電流化を図ることが可能であり、高出力化により上記光通信モジュールの光量を増加させることができる。これは、上記光通信モジュールを、データ通信用途のみならず、リモコン用途にも使用可能とするのに適している。また、このような構成によれば、上記ボンディング用導体層と上記放熱用導体層とを直接繋げることが可能である。したがって、上記ボンディング用導体層と上記放熱用導体層との熱伝達性を向上させることができる。また、このような構成によれば、上記放熱用導体層を上記ボンディング用導体層に交差するように繋げることができる。これにより、上記放熱用導体層と上記ボンディング用導体層とを確実に接合することが可能であり、互いの熱伝達性を高めるのに好適である。またこのような構成によれば、上記放熱用導体層に伝えられた熱を、上記スルーホール導体層を介して上記追加の放熱用導体層へと逃がすことが可能である。したがって、上記発光素子から生じた熱を上記光通信モジュール外へと放散するのに好適である。 According to such a configuration, heat generated by energization of the light emitting element can be appropriately dissipated. That is, most of the heat generated in the light emitting element is transferred to the bonding conductor layer having a relatively high thermal conductivity. Since the bonding conductor layer is connected to the heat dissipation conductor layer, the heat is transferred from the bonding conductor layer to the heat dissipation conductor layer. Thereby, it is possible to avoid the heat from being trapped around the light emitting element, and to prevent the optical communication module from being excessively heated. Therefore, it is possible to increase the current for supplying power to the light emitting element, and the light quantity of the optical communication module can be increased by increasing the output. This is suitable for enabling the optical communication module to be used not only for data communication but also for remote control. Moreover, according to such a structure, it is possible to connect the said bonding conductor layer and the said heat radiating conductor layer directly. Therefore, heat transferability between the bonding conductor layer and the heat dissipation conductor layer can be improved. Moreover, according to such a structure, the said heat radiating conductor layer can be connected so that it may cross | intersect the said conductor layer for bonding. Thereby, it is possible to reliably bond the heat-dissipating conductor layer and the bonding conductor layer, and it is suitable for improving mutual heat transfer properties. Further, according to such a configuration, the heat transferred to the heat dissipation conductor layer can be released to the additional heat dissipation conductor layer via the through-hole conductor layer. Therefore, it is suitable for dissipating the heat generated from the light emitting element to the outside of the optical communication module.
本発明の好ましい実施の形態においては、上記放熱用導体層は、CuまたはCu合金からなる。このような構成によれば、上記発光素子から上記放熱用導体層への伝熱を促進することができる。 In a preferred embodiment of the present invention, the heat dissipation conductor layer is made of Cu or a Cu alloy. According to such a configuration, heat transfer from the light emitting element to the heat radiating conductor layer can be promoted.
本発明の好ましい実施の形態においては、上記放熱用導体層は、上記基板の厚さ方向視における大きさが上記凹部よりも大きい。このような構成によれば、上記放熱用導体層と上記ボンディング用導体層との接合部分の拡大化に有利である。 In a preferred embodiment of the present invention, the heat dissipating conductor layer is larger in size in the thickness direction of the substrate than the recess. Such a configuration is advantageous for enlarging the joint portion between the heat dissipating conductor layer and the bonding conductor layer.
本発明の好ましい実施の形態においては、上記追加の放熱用導体層は、CuまたはCu合金からなる。このような構成によれば、上記追加の放熱用導体層への伝熱を促進することができる。 In a preferred embodiment of the present invention, the additional heat dissipation conductor layer is made of Cu or a Cu alloy. According to such a configuration, heat transfer to the additional heat radiating conductor layer can be promoted .
本発明の好ましい実施の形態においては、上記凹部は、その底面から開口部に向かうほど直径が大となるテーパ形状である。このような構成によれば、上記凹部は斜面を有することとなる。この斜面を反射率の高い面とすれば、上記発光素子からの光を反射して上記光通信モジュールの出射方向に向かわせることが可能である。 In a preferred embodiment of the present invention, the concave portion has a tapered shape whose diameter increases from the bottom surface toward the opening. According to such a structure, the said recessed part will have a slope. If this slope is a highly reflective surface, the light from the light emitting element can be reflected and directed in the emission direction of the optical communication module.
本発明の好ましい実施の形態においては、上記発光素子は、赤外線を発光可能であり、赤外線を受光する受光素子と、上記発光素子および受光素子を駆動制御するための駆動ICと、をさらに備えることにより、赤外線データ通信モジュールとして構成されている。このような構成によれば、赤外線を用いた双方向データ通信に使用するとともに、電子機器のリモコン用途にも使用することが可能である。 In a preferred embodiment of the present invention, the light emitting element further includes a light receiving element capable of emitting infrared light and receiving the infrared light, and a drive IC for driving and controlling the light emitting element and the light receiving element. Thus, an infrared data communication module is configured. According to such a configuration, it can be used for bidirectional data communication using infrared rays, and can also be used for remote control applications of electronic devices.
本発明の好ましい実施の形態においては、上記放熱用導体層は、上記基板の厚さ方向視において、上記発光素子、上記受光素子および上記駆動ICのそれぞれと重なっている。このような構成によれば、上記放熱用導体層の熱容量を増大させることが可能であり、上記発光素子からの熱を逃がすのに有利である。 In a preferred embodiment of the present invention, the heat-dissipating conductor layer overlaps each of the light-emitting element, the light-receiving element, and the driving IC when viewed in the thickness direction of the substrate. According to such a configuration, it is possible to increase the heat capacity of the heat-dissipating conductor layer, which is advantageous for releasing heat from the light-emitting element.
本発明のその他の特徴および利点は、添付図面を参照して以下に行う詳細な説明によって、より明らかとなろう。 Other features and advantages of the present invention will become more apparent from the detailed description given below with reference to the accompanying drawings.
以下、本発明の好ましい実施の形態につき、図面を参照して具体的に説明する。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be specifically described with reference to the drawings.
図1〜図3は、本発明の第1の側面に係る赤外線データ通信モジュールの一例を示している。図1に示すように、赤外線データ通信モジュールA1は、基板1、発光素子2、受光素子3、駆動IC4、樹脂パッケージ5、ワイヤ8を具備して構成されている。なお、図2においては、便宜上樹脂パッケージ5、ワイヤ8、およびワイヤ8が接続された配線パターンを省略している。
1 to 3 show an example of an infrared data communication module according to the first aspect of the present invention. As shown in FIG. 1, the infrared data communication module A1 includes a
基板1は、図2に示すように全体として平面視長矩形状であり、図1に示すように第1層1Aおよび第2層1Bを有するいわゆる積層基板として構成されている。第1層1Aおよび第2層1Bは、ともにガラスエポキシなどの樹脂により形成されている。第1層1Aおよび第2層1Bは、接着剤71により互いに接合されている。
The
第2層1Bの図中上面には、放熱用導体層6Cが形成されている。放熱用導体層6Cは、たとえばCuまたはCu合金からなり、図2に示すように平面視において基板1の外形よりも僅かに小さい略長矩形状とされている。本実施形態においては、放熱用導体層6Cの周縁は、基板1の各側面から0.15mm程度内方にそれぞれ後退している。放熱用導体層6Cの厚さは、たとえば18μmとされており、後述する本発明の作用を適切に発揮させるには、10〜30μm程度とすることが好ましい。第2層1Bには、厚さ方向に貫通するスルーホール12が形成されている。スルーホール12の内面には、CuまたはCu合金からなるスルーホール導体層6Eが形成されており、その内部にはスルーホール樹脂73が充填されている。第2層1Bの図中下面には、放熱用導体層6Dが形成されている。放熱用導体層6Dは、たとえばCuまたはCu合金からなり、本発明でいう追加の放熱用導体層の一例である。放熱用導体層6C,6Dは、スルーホール導体層6Eを介して互いに繋がっている。
A heat
図1に示すように、基板1の図中上部には、凹部11が形成されている。凹部11は、発光素子2を基板1の厚さ方向中央寄りに配置するためのものである。凹部11は、図中上方に開放しており、底面11aから図中上方に向かうほど断面直径が大となるテーパ形状とされている。本実施形態においては、凹部11は、第1層1Aおよび放熱用導体層6Cを貫通しており、その先端が第2層1Bに到達している。
As shown in FIG. 1, a
凹部11は、ボンディング用導体層6Aにより覆われている。ボンディング用導体層6Aは、発光素子2をボンディングするためのものであり、たとえばCu層、Ni層、およびのAu層からなる積層構造とされている。これらのCu層、Ni層、およびAu層の厚さは、たとえばそれぞれ5μm、5μm、0.5μm程度とされる。ボンディング用導体層6Aの底部6Aaには、発光素子2がボンディングされている。ボンディング用導体層6Aのうち凹部11の斜面11bを覆う斜面部6Abは、発光素子2の周囲を囲っており、発光素子2から側方に進行する赤外線を反射して図中上方に進行させるために利用される。ボンディング用導体層6Aの斜面部6Abと放熱用導体層6Cとは、互いに繋がっている。これにより、ボンディング用導体層6Aと放熱用導体層6C,6Dおよびスルーホール導体層6Eとは、電気的に導通しているばかりでなく、互いの熱伝達性が良好とされている。
The
図2に示すように、ボンディング用導体層6Aには、凹部11を囲うように平面視ドーナツ状の鍔部6Acが形成されている。鍔部6Acからは、延出部6Adが延出している。一方、基板1の図中下側の端面には、複数の円弧状溝部13が形成されている。これらの溝部13と第1層1Aの表面とが交差する部分には、それぞれ端子用導体層6Bが形成されている。これらの端子用導体層6Bのうち図中右端のものは、延出部6Adと繋がっている。
As shown in FIG. 2, the bonding conductor layer 6 </ b> A is formed with a donut-shaped flange portion 6 </ b> Ac in a plan view so as to surround the
図3に示すように、溝部13の内面には、CuまたはCu合金からなる溝部導体層6Fが形成されている。溝部導体層6Fは、放熱用導体層6Dと繋がっている。これにより、ボンディング用導体層6Aは、溝部導体層6Fを介することによっても、放熱用導体層6Dと電気的に導通し、かつ互いの熱伝達性が良好なものとされている。さらに、放熱用導体層6Dの図中下面は、絶縁層72により覆われている。絶縁層72は、たとえばエポキシ樹脂製である。この絶縁層72の図中下面には、複数の実装用端子6Gが図2に示した複数の溝部13に対応して形成されている。これらの複数の実装用端子6Gのうち図3に示されたものは、溝部導体層6Fを介して放熱用導体層6Dおよびボンディング用導体層6Aに導通している。この実装用端子6Gは、グランド接続に用いられるものである。
As shown in FIG. 3, a groove conductor layer 6 </ b> F made of Cu or Cu alloy is formed on the inner surface of the
発光素子2は、たとえば、赤外線を発することができる赤外線発光ダイオードなどからなり、図1に示すようにワイヤ8により図示された配線パターンと接続されている。受光素子3は、たとえば、赤外線を感知することができるPINフォトダイオードなどからなり、ワイヤ8により図示された配線パターンと接続されている。駆動IC4は、発光素子2および受光素子3による送受信動作を駆動制御するためのものであり、ワイヤ8により図示された配線パターンと接続され、かつ上記配線パターンを通じて発光素子2および受光素子3に接続されている。
The
樹脂パッケージ5は、たとえば顔料を含んだエポキシ樹脂により形成されており、赤外線以外のあらゆる波長の光に対しては透光性を有しない反面、赤外線に対しては透光性を有する。この樹脂パッケージ5は、トランスファーモールド法などの手法により形成されており、図1に示すように発光素子2、受光素子3、および駆動IC4を覆うように基板1上に設けられている。図1および図3に示すように、樹脂パッケージ5には、2つのレンズ部51,52が一体的に形成されている。レンズ部51,52は、いずれも図中上方に膨出した形状とされている。レンズ部51は、発光素子2の正面に位置しており、発光素子2から放射された赤外線を集光しつつ出射するように構成されている。レンズ部52は、受光素子3の正面に位置しており、赤外線データ通信モジュールA1に送信されてきた赤外線を集光して受光素子3に入射するように構成されている。
The
次に、赤外線データ通信モジュールA1の製造方法について、図4〜図11を参照しつつ以下に説明する。 Next, the manufacturing method of infrared data communication module A1 is demonstrated below, referring FIGS.
まず、図4に示すように、基板材料10Bを用意する。基板材料10Bは、たとえばガラスエポキシなどの樹脂製である。基板材料10Bは、上述した赤外線データ通信モジュールA1を複数個製造可能なサイズとされている。なお、図4〜図11においては、図1〜3に示した赤外線データ通信モジュールA1を少なくとも1つ構成するのに必要となる部材が示されている。この基板材料10Bに、スルーホール12を機械加工などにより形成する。
First, as shown in FIG. 4, a
次に、図5に示すように、導体層60Bを形成する。導体層60Bの形成は、たとえばCuを用いたメッキにより行う。この導体層60Bにより、基板材料10Bの図中上下面およびスルーホール12の内面が覆われる。導体層60Bのうちスルーホール12の内面を覆う部分は、スルーホール導体層6Eとなっている。
Next, as shown in FIG. 5, a
導体層60Bを形成した後は、図6に示すように、放熱用導体層6Cを形成する。放熱用導体層6Cの形成は、たとえばエッチングを用いて導体層60Bのうち基板材料10Bの図中上面を覆う部分に対してパターン形成を施すことにより行う。これにより、図2に示したように、基板1の外形よりも僅かに小さい長矩形状の放熱用導体層6Cが得られる。たとえば、図1に示した赤外線データ通信モジュールA1において、第1層1Aと第2層1Bとを貫通するスルーホールを備える必要がある場合には、これらの形成部分を避けるように放熱用導体層6Cを形成する。エッチングによれば、上記スルーホールの形成部分などを適切に避けつつ、図2に示すように、平面視において発光素子2、受光素子3、および駆動素子IC4と重なるように基板1の大部分を占める放熱用導体層6Cを形成することができる。
After the
次いで、図7に示すように基板材料10Aを用意し、基板材料10Aと基板材料10Bとを接合する。基板材料10Aは、基板材料10Bと同様にガラスエポキシなどの樹脂からなり、赤外線データ通信モジュールA1を複数個製造可能なサイズとされている。基板材料10Aと基板材料10Bとの接合は、接着剤71を用いて行う。この接合においては、基板材料10Bのうち放熱用導体層6Cが形成された面を図中上方にむけて、この面と基板材料10Aの図中下面とを接合する。これにより、基板材料10Aと基板材料10Bとが放熱用導体層6Cを介して積層された積層基板材料10が得られる。
Next, as shown in FIG. 7, a
積層基板材料10を形成した後は、図8に示すように凹部11を形成する。凹部11の形成は、たとえば平坦な先端面を有するコーン状のドリル刃を用いた機械加工により行う。この際、積層基板材料10の図中上面から加工を施し、上記ドリル刃の先端が基板材料10A、接着剤71および放熱用導体層6Cを貫通して、基板材料10Bに到達する深さまで掘り進める。これにより、底面11aが基板材料10Bに達し、かつ斜面11bを有する凹部11が形成される。また、この機械加工により、放熱用導体層6Cには、凹部11の一断面としての孔が形成される。なお、図6に示した放熱用導体層6Cの形成において、この放熱用導体層6Cを図2の平面視における凹部11よりも大きくなるように形成しておけば、上記機械加工により放熱用導体層6Cに確実に上記孔を形成することができる。
After the
凹部11を形成した後は、図9に示すように、導体層60Aを形成する。導体層60Aの形成は、基板材料10Aの図中上面および凹部11を覆うようにして、Cuメッキ、Niメッキ、およびAuメッキを順次施すことにより行う。これらのCuメッキ、Niメッキ、およびAuメッキのメッキ厚さは、それぞれ5μm、5μm、0.5μm程度としておく。これにより、導体層60Aは、Cu層、Ni層、およびAu層からなる積層構造となる。導体層60Aを形成する際には、凹部11の斜面11bの一部に放熱用導体層6Cが露出している。このため、上記メッキ処理により導体層60Aを形成すると、この導体層60Aを放熱用導体層6Cの上記露出部分に繋げることができる。このように、本実施形態の製造方法は、導体層60Aと放熱用導体層6Cとを確実に繋げることが可能であり、これらを電気的に導通させるとともに、互いの熱伝導性が良好なものとするのに好適である。なお、導体層60Aおよび放熱用導体層6Cの電気的導通および熱伝達性を向上する観点からは、放熱用導体層6Cを貫通するように凹部11を形成することが望ましいが、これとは異なり、図8に示した凹部11の形成においては、凹部11の先端を少なくとも放熱用導体層6Cに到達させればよい。このようにすれば、少なくとも導体層60Aと放熱用導体層6Cとを繋げることが可能である。
After the
次いで、導体層60Aにパターン形成を施すことにより、図10に示すボンディング用導体層6Aおよびその他の配線パターンを形成する。このパターン形成においては、図9に示す導体層60Aのうち凹部11を覆う部分と凹部11を囲う部分とを残すように行う。これにより、底部6Aa、斜面部6Ab,および鍔部6Acを有するボンディング用導体層6Aが形成される。また、図9に示す導体層60Bの図中下面部分にパターン形成を施すことにより、図10に示す放熱用導体層6Dを形成する。
Next, by forming a pattern on the
ボンディング用導体層6Aを形成した後は、図11に示すように、発光素子2、受光素子3、および駆動IC4を搭載する。たとえば、発光素子2を導電性樹脂などを介してボンディング用導体層6Aの底部6Aaにボンディングする。そして、ワイヤボンディングの手法により、発光素子2の図中上面と基板材料10A上に形成した配線パターンとをワイヤ8により接続する。同様に、受光素子3および駆動IC4を基板材料10A上に搭載し、これらの図中上面と上記配線パターンとをワイヤ8により接続する。
After the
この後は、トランスファーモールド法などを用いた樹脂成型による発光素子2、受光素子3、および駆動IC4の封止処理や、放熱用導体層6Dを覆う絶縁層72の形成などを行う。そして、積層基板材料10を分割するように切断することにより、図1に示す赤外線データ通信モジュールA1を複数個製造することができる。
Thereafter, sealing processing of the
なお、本実施形態は、基板材料10A,10Bを用いることにより複数の赤外線データ通信モジュールA1を一括して製造する例であるが、これは製造効率を高めてコストを削減するための便宜である。後述するように本発明の意図する効果を発揮させるためには、複数個を一括して製造する必要は無く、基板材料10A,10Bに代えて、図1に示す第1層1Aおよび第2層1Bをあらかじめ形成しておき、これらを用いて赤外線データ通信モジュールA1を製造してもよい。
In addition, although this embodiment is an example which manufactures several infrared data communication module A1 collectively using board |
次に、赤外線データ通信モジュールA1の作用について説明する。 Next, the operation of the infrared data communication module A1 will be described.
本実施形態によれば、発光素子2への通電により発生した熱を適切に放散させることができる。すなわち、図1に示すように、発光素子2の図中上方および側方は比較的熱伝導率の小さい樹脂パッケージ5により覆われている。このため、発光素子2に生じた熱のほとんどは、比較的熱伝導率の大きいボンディング用導体層6Aへと伝わる。ボンディング導体層6Aは、放熱用導体層6Cと繋がっているため、上記熱はボンディング用導体層6Aから放熱用導体層6Cへと伝わっていく。これにより、発光素子2の周囲に上記熱がこもってしまうことを回避して、赤外線データ通信モジュールA1が過度に高温となることを防止することができる。したがって、発光素子2への電力供給について大電流化を図ることが可能であり、高出力化により赤外線データ通信モジュールA1の光量を増加させることができる。これは、この赤外線データ通信モジュールA1を、データ通信用途のみならず、リモコン用途に使用可能とするのに適している。
According to the present embodiment, heat generated by energization of the
凹部11が放熱用導体層6Cを貫通していることにより、放熱用導体層6Cがボンディング導体層6Aの斜面部6Abに交差するように繋がっている。これにより、放熱用導体層6Cとボンディング用導体層6Aとが確実に接合されており、互いの熱伝達性を高めるのに好適である。
Since the
本実施形態においては、図2に示すように、放熱用導体層6Cが発光素子2、受光素子3、および駆動IC4と重なる大きさとされていることにより、放熱用導体層6Cの熱容量の増大を図ることができる。この熱容量が大きいほど、ボンディング用導体層6Aを介して発光素子2から放熱用導体層6Cへと熱を逃がしやすくなる。したがって、上記大電流化を図るのに好ましい。なお、放熱用導体層6Cを少なくとも凹部11よりも大きいサイズとしておけば、ボンディング用導体層6Aと放熱用導体層6Cとを繋げるのに都合がよい。
In the present embodiment, as shown in FIG. 2, the heat dissipation conductor layer 6 </ b> C is sized to overlap the
また、放熱用導体層6Cに伝えられた熱を、スルーホール導体層6Eを介して放熱用導体層6Dへと逃がすことが可能である。放熱用導体層6Dは、図1および図3に示すように、基板1の図中下面に設けられており、雰囲気との熱伝達係数が小さくなっている。したがって、放熱用導体層6Cに伝えられた熱を放熱用導体層6Dへと逃がし、さらに赤外線データ通信モジュールA1外へと放散するのに好適である。なお、図3に示すように、本実施形態においては、ボンディング用導体層6Aから溝部導体層6Fを介して放熱用導体層6Dに熱を逃がすことも可能である。これは、発光素子2に生じた熱を赤外線データ通信モジュールA1外に放散するのに好ましい。
Further, the heat transferred to the heat radiating
放熱用導体層6C,6D、スルーホール導体層6E、および溝部導体層6Fは、比較的熱伝導率が大きいCuまたはCu合金製であるために、上記放熱効果を促進するのに有利である。
The heat radiating conductor layers 6C and 6D, the through-
発明者らの実験によれば、本実施形態の赤外線データ通信モジュールA1においては、従来例の構成とされた赤外線データ通信モジュールに対して、単位時間当たりの放熱量を約2倍程度に向上させることができた。これにより、たとえば、発光素子2に200mAの電流を通電した場合に、発光素子2周辺の温度が、従来例の構成とされた赤外線データ通信モジュールにおいては80℃以上であったものが、本実施形態の赤外線データ通信モジュールA1においては65℃程度に抑えられた。発光素子2は、主にデータ通信用途に使用される赤外線データ通信モジュールA1に用いられるものであるが、たとえば200mAの大電流を通電可能であれば、赤外線データ通信モジュールA1から数m先に置かれた電子機器を操作するのに十分な光量の赤外線を出射することができる。したがって、赤外線データ通信モジュールA1をたとえば携帯型電話機に搭載すれば、この携帯型電話機により電子機器をリモコン操作することが可能となる。
According to the experiments by the inventors, in the infrared data communication module A1 of the present embodiment, the heat radiation amount per unit time is improved about twice as much as that of the infrared data communication module having the conventional configuration. I was able to. Thus, for example, when a current of 200 mA is applied to the
図12,13は、本発明の第1の側面が適用された赤外線データ通信モジュールの他の例を示している。なお、これらの図においては、上記実施形態と類似の要素については、同一の符号を付しており、適宜説明を省略する。 12 and 13 show another example of an infrared data communication module to which the first aspect of the present invention is applied. In these drawings, elements similar to those in the above embodiment are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted as appropriate.
図12に示された赤外線データ通信モジュールA2においては、放熱用導体層6Cが第1層1Aの図中下面に形成されている点が上述した実施形態と異なっている。すなわち、本実施形態においては、図4〜図11に示された製造方法において、図5に示した基板材料10Bの図中上面に導体層60Bを形成する代わりに、図7に示す基板材料10Aの図中下面に放熱用導体層6Cを形成するための導体層を形成しておく。このような実施形態によっても、ボンディング用導体層6Aと放熱用導体層6Cとを確実に繋げることが可能であり、発光素子2から生じる熱を適切に放散させることができる。
The infrared data communication module A2 shown in FIG. 12 is different from the above-described embodiment in that a heat
図13に示された赤外線データ通信モジュールA3においては、凹部11が放熱用導体層6Cを貫通しておらず、凹部11の先端が放熱用導体層6Cには到達しているものの、第2層1Bには到達していない。本実施形態においては、ボンディング用導体層6Aと放熱用導体層6Cとを比較的広い面積で繋げることが可能である。したがって、ボンディング用導体層6Aから放熱用導体層6Cへの伝熱を促進することができる。なお、このような赤外線データ通信モジュールA3を製造するには、図4〜図7に示された製造方法において、基板材料10Aと基板材料10Bとを積層させる前に、基板材料10Aにテーパ状の貫通孔を形成しておけば、図13に示す凹部11を適切に形成することができる。
In the infrared data communication module A3 shown in FIG. 13, the
本発明に係る光通信モジュールは、上述した実施形態に限定されるものではない。本発明に係る光通信モジュールの各部の具体的な構成は、種々に設計変更自在である。 Optical communication module according to the present invention is not limited to the embodiments described above. The specific structure of each part of the optical communication module according to the present invention may be modified in various ways.
発光素子および受光素子としては、赤外線を発光もしくは受光可能なものに限定されず、可視光を発光もしくは受光可能なものを用いても良い。つまり、光通信モジュールとしては、赤外線データ通信モジュールに限定されず、可視光を用いた通信方式のものであっても良い。また、光通信モジュールとしては、双方向通信が可能なものに限定されず、発光素子のみを備えたデータ送信モジュールであってもよい。 The light emitting element and the light receiving element are not limited to those capable of emitting or receiving infrared rays, and those capable of emitting or receiving visible light may be used. That is, the optical communication module is not limited to the infrared data communication module, and may be a communication system using visible light. Further, the optical communication module is not limited to a module capable of bidirectional communication, and may be a data transmission module including only a light emitting element.
A1、A2,A3 赤外線データ通信モジュール(光通信モジュール)
1 基板
1A 第1層
1B 第2層
2 発光素子
3 受光素子
4 駆動IC
5 樹脂パッケージ
6A ボンディング用導体層
6B 端子用導体層
6C 放熱用導体層
6D (追加の)放熱用導体層
6E スルーホール導体層
6F 溝部導体層
6G 実装用端子
8 ワイヤ
10 積層基板材料
10A,10B 基板材料
11 凹部
11a (凹部の)底面
11b (凹部の)斜面
12 スルーホール
13 溝部
51,52 レンズ部
60A,60B 導体層
71 接着剤
72 絶縁層
73 スルーホール樹脂
A1, A2, A3 Infrared data communication module (optical communication module)
DESCRIPTION OF
5
Claims (7)
少なくとも上記凹部の底面を覆うように形成されたボンディング用導体層と、
上記ボンディング用導体層上に搭載された発光素子と、
を備える光通信モジュールであって、
上記基板は、上記凹部の開口部を有する第1層と、上記第1層に対して上記開口部とは反対側に積層された第2層とを含む積層基板であり、
上記第1層および第2層に挟まれており、かつ上記ボンディング用導体層と繋がる放熱用導体層をさらに備えているとともに、
上記凹部は、上記第1層および上記放熱用導体層を貫通しており、かつその底面が上記第2層内に位置しているとともに、上記凹部の内側面のうち上記第1層に形成された部分と上記第2層に形成された部分とは互いに連続となっており、
上記放熱用導体層は、上記ボンディング用導体層を避けた領域にパターン形成されており、かつその外周が接着剤によって囲まれており、
上記発光素子を覆うとともに、上記発光素子の正面に位置するレンズ部を有する樹脂パッケージを備えており、
上記第2層のうち上記放熱用導体層が形成された面から上記基板のうち上記凹部の開口部とは反対側の面にいたるスルーホールが形成されており、かつ、このスルーホールの内面には、上記放熱用導体層に繋がるスルーホール導体層が形成されており、
上記基板のうち上記凹部の開口部とは反対側の面には、上記スルーホール導体層と繋がる追加の放熱用導体層がさらに形成されており、
上記基板の側面には、厚さ方向に延びる溝部が形成されており、
上記溝部には、上記ボンディング用導体層および上記追加の放熱用導体層の双方に繋がる溝部導体層が形成されていることを特徴とする、光通信モジュール。 A substrate on which a recess opening on the surface is formed;
A bonding conductor layer formed to cover at least the bottom surface of the recess;
A light emitting device mounted on the bonding conductor layer;
An optical communication module comprising:
The substrate is a laminated substrate including a first layer having an opening of the concave portion and a second layer laminated on the side opposite to the opening with respect to the first layer,
Further comprising a heat dissipation conductor layer sandwiched between the first layer and the second layer and connected to the bonding conductor layer,
The concave portion penetrates the first layer and the heat-dissipating conductor layer, and its bottom surface is located in the second layer, and is formed in the first layer among the inner surfaces of the concave portion. And the portion formed in the second layer are continuous with each other,
The heat dissipating conductor layer is patterned in a region avoiding the bonding conductor layer, and its outer periphery is surrounded by an adhesive,
A resin package that covers the light emitting element and has a lens portion positioned in front of the light emitting element ,
A through hole extending from the surface of the second layer on which the heat-dissipating conductor layer is formed to the surface of the substrate opposite to the opening of the recess is formed, and on the inner surface of the through hole Has a through-hole conductor layer connected to the conductor layer for heat dissipation,
An additional heat radiation conductor layer connected to the through-hole conductor layer is further formed on the surface of the substrate opposite to the opening of the recess,
A groove portion extending in the thickness direction is formed on the side surface of the substrate,
An optical communication module, wherein a groove conductor layer connected to both the bonding conductor layer and the additional heat dissipation conductor layer is formed in the groove .
赤外線を受光する受光素子と、
上記発光素子および受光素子を駆動制御するための駆動ICと、をさらに備えることにより、
赤外線データ通信モジュールとして構成されている、請求項1ないし5のいずれかに記載の光通信モジュール。 The light emitting element can emit infrared rays,
A light receiving element for receiving infrared light;
A drive IC for driving and controlling the light emitting element and the light receiving element,
It is configured as an infrared data communication module, the optical communication module according to any one of claims 1 to 5.
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